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2018年高考数学一轮复习真题精讲精练(2013-2017):
选修4-4 第2讲 参数方程
考纲剖析
1.了解参数方程,了解参数的意义。
2.能选择适当的参数写出直线、圆和椭圆的参数方程。
3.掌握直线的参数方程及参数的几何意义。
4.能用直线的参数方程解决简单的相关问题。
知识回顾
1.曲线的参数方程
在平面直角坐标系xOy中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变量t的函数
并且对于t的每一个允许值上式所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,则称上式为该曲线的 ,其中变量t称为 .【版权所有:21教育】
2.一些常见曲线的参数方程
(1)过点P0(x0,y0),且倾斜角为α的直线的参数方程为 .
(2)圆的方程(x-a)2+(y-b)2=r2的参数方程为 .
(3)椭圆方程+=1(a>b>0)的参数方程为 .
(4)抛物线方程y2=2px(p>0)的参数方程为 .
精讲方法
一、参数方程
(一)把参数方程化为普通方程
参数方程化为普通方程:化参数方程为普通方程的基本思路是消去参数,常用的消参方法有代入消去法、加减消去法、恒等式(三角的或代数的)消去法,不要忘了参数的范围.21cnjy.com
(二)椭圆、直线、圆参数方程的应用
涉及参数方程和极坐标方程的综合题,求解的一般方法是分别化为普通方程和直角坐标方程后求解.当然,还要结合题目本身特点,确定选择何种方程.
(1)过定点P0(x0,y0),倾斜角为α的直线参数方程的标准形式为(t为参数),t的几何意义是直线上的点P到点P0(x0,y0)的数量,即t=|PP0|时为距离.使用该式时直线上任意两点P1、P2对应的参数分别为t1、t2,则|P1P2|=|t1-t2|,P1P2的中点对应的参数为(t1+t2).
(2)对于形如(t为参数),当a2+b2≠1时,应先化为标准形式后才能利用t的几何意义解题.
小结
1.考查极坐标方程和参数方程的求法及应用.重点考查了转化与化归能力.
2.当用极坐标或参数方程研究问题不很熟练时,可以转化成我们比较熟悉的普通方程求解.
3.易错点是计算不准确,极坐标方程求解错误.
例题精讲
考点一 参数方程与普通方程的互化
【例题1】 在平面直角坐标系xoy中,直线l的参数方程为 (t为参数),以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,曲线C的极坐标方程为 .
(1)求直线l的普通方程和曲线C的直角坐标方程;
(2)求直线l被曲线C截得的弦长.
【答案】(1)解:∵直线l的参数方程为 (t为参数), ∴消去参数t得直线l的普通方程为y=3x﹣6,
∵曲线C的极坐标方程为 ,
∴ρtanθsinθ=8,即ρsin2θ=8cosθ,
∴ρ2sin2θ=8ρcosθ,
∴曲线C的直角坐标方程为y2=8x
(2)解:∵抛物线y2=8x的焦点是F(2,0),且直线l过抛物线的焦点F, 设直线l与曲线C交于点A(x1 , y1),B(x2 , y2),
由 ,得9x2﹣44x+36=0,
∴ ,
∴|AB|= ,
∴直线l被曲线C截得的弦长为 www-2-1-cnjy-com
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)直线l的参数方程消去参数t,能求出直线l的普通方程;曲线C的极坐标方程转化为ρ2sin2θ=8ρcosθ,由此能求出曲线C的直角坐标方程.(2)抛物线y2=8x的焦点是F(2,0),且直线l过抛物线的焦点F,由 ,得9x2﹣44x+36=0,利用韦达定理和焦点弦公式能求出直线l被曲线C截得的弦长.21教育名师原创作品
【变式训练1】在直角坐标系xOy中,已知点P(2,0),曲线C的参数方程为 (t为参数).以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求曲线C的普通方程和极坐标方程;
(Ⅱ)过点P且倾斜角为 的直线l交曲线C于A,B两点,求|AB|.
考点二 直线与圆参数方程的应用
【例题2】在直角坐标系xOy中,直线l的参数方程为 (t为参数),在极坐标系(与直角坐标系xOy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为 .
(Ⅰ)求圆C的圆心到直线l的距离;
(Ⅱ)设圆C与直线l交于点A、B.若点P的坐标为(3, ),求|PA|+|PB|.
【答案】解:(Ⅰ)由 ,可得 ,即圆C的方程为 . 由 可得直线l的方程为 .
所以,圆C的圆心到直线l的距离为 .
(Ⅱ)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得 ,即 .
由于△= .故可设t1、t2是上述方程的两个实根,
所以 ,又直线l过点 ,
故由上式及t的几何意义得
【考点】简单曲线的极坐标方程,直线的参数方程
【解析】【分析】(I)圆C的极坐标方程两边同乘ρ,根据极坐标公式进行化简就可求出直角坐标方程,最后再利用三角函数公式化成参数方程;(Ⅱ)将直线l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,得即 ,根据两交点A,B所对应的参数分别为t1 , t2 , 利用根与系数的关系结合参数的几何意义即得.
【变式训练2】(选修4﹣4:坐标系与参数方程)
已知曲线C1的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.
(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;
(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π)
考点三 极坐标、参数方程的综合应用
【例题3】已知在直角坐标系xOy中,曲线C1: (θ为参数),在以平面直角坐标系的原点O为极点,x轴的正半轴为极轴,取相同单位长度的极坐标系中,曲线C2:ρsin( )=1.
(1)求曲线C1的普通方程和曲线C2的直角坐标方程;
(2)曲线C1上恰好存在三个不同的点到曲线C2的距离相等,分别求这三个点的极坐标.
【答案】(1)解:曲线C1: (θ为参数),两式平方相加可得:x2+y2=4, 曲线C2:ρsin( )=1,展开可得: + =1,化为直角坐标方程: =0
(2)解:原点O到直线C2: =0的距离d= =1= r, 直线 y+x=0与圆的两个交点A,B满足条件.
联立 ,解得 或 ,
利用 ,分别化为极坐标A ,B .
设与直线: =0平行且与圆相切的直线方程为: y+x+m=0,(m<0).
联立 ,化为:4y2+2 my+m2﹣4=0,
令△=12m2﹣16(m2﹣4)=0,解得m=﹣4.
∴ =0,
解得y= ,x=1.
∴切点C ,化为极坐标C .
∴满足条件的这三个点的极坐标分别为:极坐标A ,B ,C .
【考点】极坐标、参数方程的综合应用
【解析】【分析】(1)曲线C1: (θ为参数),两式平方相加可得直角坐标方程;曲线C2:ρsin( )=1,展开可得: + =1,把 代入即可化为直角坐标方程.(2)原点O到直线C2: =0的距离d=1= r,直线 y+x=0与圆的两个交点A,B满足条件.联立 ,解出利用 ,分别化为极坐标A,B. 设与直线: =0平行且与圆相切的直线方程为: y+x+m=0,(m<0).与圆的方程联立化为:4y2+2 my+m2﹣4=0,令△=0,解得m,即可得出.
【变式训练3】(1)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为 为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C的圆心的极坐标为( )
A. B. (1,π) C. (0,﹣1) D.
(2)已知α∈[0,π),在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 (t为参数);在以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线l2的极坐标方程是ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ ).
(Ⅰ)求证:l1⊥l2
(Ⅱ)设点A的极坐标为(2, ),P为直线l1 , l2的交点,求|OP| |AP|的最大值.
真题精析
一、单选题
1.(2014 北京)曲线 (θ为参数)的对称中心( )
A. 在直线y=2x上 B. 在直线y=﹣2x上
C. 在直线y=x﹣1上 D. 在直线y=x+1上
2.(2014 安徽)以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l的参数方程是 (t为参数),圆C的极坐标方程是ρ=4cosθ,则直线l被圆C截得的弦长为( )
A. B. 2 C. D. 2
二、填空题
3.(2014 重庆)已知直线l的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),则直线l与曲线C的公共点的极径ρ=________.
4.(2013 江西)(坐标系与参数方程选做题)
设曲线C的参数方程为 (t为参数),若以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程为________.
5.(2014 湖南)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0, ),C(3,0),动点D满足| |=1,则| + + |的最大值是________.
6.(2014 湖南)在平面直角坐标系中,倾斜角为 的直线l与曲线C: ,(α为参数)交于A,B两点,且|AB|=2,以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l的极坐标方程是________.
7.(2014 湖北)已知曲线C1的参数方程是 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程是ρ=2,则C1与C2交点的直角坐标为________.
8.(2013 重庆)在直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若极坐标方程为ρcosθ=4的直线与曲线 (t为参数)相交于A,B两点,则|AB|=________.
9.(2013 陕西)(坐标系与参数方程选做题)
如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆x2+y2﹣x=0的参数方程为________.
三、综合题
10.(2017 新课标Ⅲ)[选修4-4:坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 ,(t为参数),直线l2的参数方程为 ,(m为参数).设l1与l2的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.(10分)
(1)写出C的普通方程;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,M为l3与C的交点,求M的极径. 21世纪教育网版权所有
11.(2014 新课标II)在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为ρ=2cosθ,θ∈[0, ] 21教育网
(1)求C的参数方程;
(2)设点D在半圆C上,半圆C在D处的切线与直线l:y= x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,求直线CD的倾斜角及D的坐标.
12.(2013 辽宁)在直角坐标系xOy中以O为极点,x轴正半轴为极轴建立坐标系.圆C1 , 直线C2的极坐标方程分别为ρ=4sinθ,ρcos( )=2 .
(1)求C1与C2交点的极坐标;
(2)设P为C1的圆心,Q为C1与C2交点连线的中点,已知直线PQ的参数方程为 (t∈R为参数),求a,b的值.
13.(2013 新课标Ⅱ)选修4﹣﹣4;坐标系与参数方程
已知动点P,Q都在曲线C: 上,对应参数分别为β=α与β=2α(0<α<2π),M为PQ的中点. 【来源:21cnj*y.co*m】
(1)求M的轨迹的参数方程
(2)将M到坐标原点的距离d表示为α的函数,并判断M的轨迹是否过坐标原点.
14.(2013 新课标Ⅰ)(选修4﹣4:坐标系与参数方程)
已知曲线C1的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.
(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;
(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π)
15.(2014 辽宁)将圆x2+y2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C. 21*cnjy*com
(1)写出C的参数方程;
(2)设直线l:2x+y﹣2=0与C的交点为P1 , P2 , 以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.
16.(2014 新课标I)已知曲线C: + =1,直线l: (t为参数)
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程.
(2)过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
17.(2014 福建)已知直线l的参数方程为 (t为参数),圆C的参数方程为 (θ为常数). 2·1·c·n·j·y
(1)求直线l和圆C的普通方程;
(2)若直线l与圆C有公共点,求实数a的取值范围.
18.(2017 新课标Ⅲ)在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 ,(t为参数),直线l2的参数方程为 ,(m为参数).设l1与l2的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)写出C的普通方程;
(Ⅱ)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,M为l3与C的交点,求M的极径.
19.(2017 江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为 (t为参数),曲线C的参数方程为 (s为参数).设P为曲线C上的动点,求点P到直线l的距离的最小值.
20.(2017 新课标Ⅰ卷)[选修4-4 , 坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (θ为参数),直线l的参数方程为 (t为参数).(10分) 2-1-c-n-j-y
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若C上的点到l距离的最大值为 ,求a.
21.(2017 新课标Ⅰ卷)[选修4-4:坐标系与参数方程选讲]
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (θ为参数),直线l的参数方程为 (t为参数).(10分) 21·世纪*教育网
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若C上的点到l距离的最大值为 ,求a.
22.(2014 江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为 (t为参数),直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,求线段AB的长.
模拟题精练
一、单选题
1.已知圆的参数方程为(θ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为,则直线与圆的位置关系是( )
A. 相切 B. 相离 C. 直线过圆心 D. 相交但直线不过圆心
2.直线y=2x+1的参数方程是( )
A. (t为参数) B. (t为参数)
C. (t为参数) D. (θ为参数)
3.若直线L的参数方程为(t为参数),则直线L的倾斜角的余弦值为( )
A. B. C. D. 21·cn·jy·com
4.参数方程(t为参数)表示什么曲线( )
A. 一个圆 B. 一个半圆 C. 一条射线 D. 一条直线
5.在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为时,(θ为参数).以坐标原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρsin(θ﹣)=. 若直线l与圆C相切,则实数a的取值个数为( )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
6.过点(0,2)且与直线(t为参数)互相垂直的直线方程为( )
A. B. C. D.
7.设曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的方程为x+y+1=0,则曲线C上到直线l距离为的点的个数为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
8.直线的参数方程可以是 ( )
A. B. C. D. www.21-cn-jy.com
9.已知直线和圆的极坐标方程分别为 和 ,则直线与圆的位置关系是( )
A. 相切 B. 相交且直线过圆心
C. 相交但直线不过圆心 D. 相离
10.直线y=2x+1的参数方程是( )。
A. (t为参数)
B. (t为参数)
C. (t为参数)
D. (t为参数)
11.若直线的参数方程为 (t为参数),则直线的倾斜角为( )
A. 30° B. 60° C. 120° D. 150°
12.参数方程(t为参数)所表示的曲线是( )
A. B.
C. D.
二、填空题
13.直线 (t为参数)的倾斜角的大小为________.
14.曲线C: (θ为参数)上的点到其焦点的距离的最小值________.
15.在平面直角坐标系中,若直线l1:(s为参数)和直线l2:(t为参数)平行,则常数a的值为________
16.已知曲线 ,θ∈[0,2π)上一点P(x,y)到定点M(a,0),(a>0)的最小距离为 ,则a=________.
三、综合题
17.在直角坐标系中 中,已知曲线 经过点 ,其参数方程为 ( 为参数),以原点 为极点, 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 的极坐标方程;
(2)若直线 交 于点 ,且 ,求证: 为定值,并求出这个定值.
18.在直角坐标系xOy中,设倾斜角为α的直线l的参数方程为 (t为参数)与曲线C: (θ为参数)相交于不同的两点A,B. 【来源:21·世纪·教育·网】
(1)若 ,求线段AB的中点的直角坐标;
(2)若直线l的斜率为2,且过已知点P(3,0),求|PA| |PB|的值.
19.已知曲线M的参数方程为 (α为参数),曲线N的极方程为ρsin(θ+ )=8.
(1)分别求曲线M和曲线N的普通方程;
(2)若点A∈M,B∈N,求|AB|的最小值.
20.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为 (t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ. 【出处:21教育名师】
(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.
21.已知直线l: (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2. 21*cnjy*com
(1)若点M的直角坐标为(2, ),直线l与曲线C交于A、B两点,求|MA|+|MB|的值;
(2)设曲线C经过伸缩变换 得到曲线C′,求曲线C′的内接矩形周长的最大值.
22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的方程为y=3+ .
(1)写出曲线C的一个参数方程;
(2)在曲线C上取一点P,过点P作x轴,y轴的垂线,垂足分别为A,B,求矩形OAPB的周长的取值范围.
23.在直角坐标系xoy中,已知曲线C1: (θ为参数).以原点O为极点,以x轴的非负半轴为极轴,与直角坐标系xoy取相同的单位长度,建立极坐标系.已知直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ﹣sinθ)=6.
(1)将曲线C1上的所有点的横坐标,纵坐标分别伸长为原来的 ,2倍后得到曲线C2 , 试写出曲线C2的参数方程和直线l的直角坐标方程;
(2)求曲线C2上求一点P,使P到直线l的距离最大,并求出此最大值.
24.已知极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合,圆C的极坐标方程是ρ=asinθ,直线l的参数方程是 (t为参数)
(1)若a=2,直线l与x轴的交点是M,N是圆C上一动点,求|MN|的最大值;
(2)直线l被圆C截得的弦长等于圆C的半径的 倍,求a的值.
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2018年高考数学一轮复习真题精讲精练(2013-2017):
选修4-4 第2讲 参数方程(答案)
知识回顾
1.曲线的参数方程
在平面直角坐标系xOy中,如果曲线上任意一点的坐标x,y都是某个变量t的函数
并且对于t的每一个允许值上式所确定的点M(x,y)都在这条曲线上,则称上式为该曲线的参数方程,其中变量t称为参数.21*cnjy*com
2.一些常见曲线的参数方程
(1)过点P0(x0,y0),且倾斜角为α的直线的参数方程为(t为参数).
(2)圆的方程(x-a)2+(y-b)2=r2的参数方程为(θ为参数).
(3)椭圆方程+=1(a>b>0)的参数方程为(θ为参数).
(4)抛物线方程y2=2px(p>0)的参数方程为(t为参数).
例题精讲
考点一 参数方程与普通方程的互化
【变式训练1】在直角坐标系xOy中,已知点P(2,0),曲线C的参数方程为 (t为参数).以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系.
(Ⅰ)求曲线C的普通方程和极坐标方程;
(Ⅱ)过点P且倾斜角为 的直线l交曲线C于A,B两点,求|AB|.
【答案】解:(Ⅰ)因为 消t得曲线C的普通方程为y2=4x. ∵x=ρcosθ,y=ρsinθ,∴ρ2sin2θ=4ρcosθ,
即曲线C的极坐标方程为ρsin2θ=4cosθ.
(Ⅱ)因为直线l过点P(2,0)且倾斜角为 ,
所以直线l的标准参数方程为 ,
将其代入y2=4x,整理可得 ,
,
设A,B对应的参数分别为s1 , s2则 ,
所以
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(Ⅰ)利用三种方程的转化方法,即可求曲线C的普通方程和极坐标方程;(Ⅱ)直线l的标准参数方程为 ,将其代入y2=4x,利用参数的几何意义,即可求|AB|.
考点二 直线与圆参数方程的应用
【变式训练2】(选修4﹣4:坐标系与参数方程)
已知曲线C1的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.
(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;
(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π)
【答案】(1)解:曲线C1的参数方程式 (t为参数),
得(x﹣4)2+(y﹣5)2=25即为圆C1的普通方程,
即x2+y2﹣8x﹣10y+16=0.
将x=ρcosθ,y=ρsinθ代入上式,得.
ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0,此即为C1的极坐标方程;
(2)解:曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ化为直角坐标方程为:x2+y2﹣2y=0,
由 ,解得 或 .
∴C1与C2交点的极坐标分别为( , ),(2, ) 2-1-c-n-j-y
【考点】极坐标刻画点的位置,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)对于曲线C1利用三角函数的平方关系式sin2t+cos2t=1即可得到圆C1的普通方程;再利用极坐标与直角坐标的互化公式即可得到C1的极坐标方程;(2)先求出曲线C2的极坐标方程;再将两圆的方程联立求出其交点坐标,最后再利用极坐标与直角坐标的互化公式即可求出C1与C2交点的极坐标.
考点三 极坐标、参数方程的综合应用
【变式训练3】(1)在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为 为参数),以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,圆C的圆心的极坐标为( )
A. B. (1,π) C. (0,﹣1) D.
【答案】A
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:圆C的参数方程为 为参数), 化为普通方程:x2+(y+1)2=1,可得圆心C(0,﹣1)
圆C的圆心的极坐标为(1,﹣ ).
故选:A.
【分析】圆C的参数方程为 为参数),化为普通方程:x2+(y+1)2=1,可得圆心C(0,﹣1),再利用互化公式即可得出.21教育名师原创作品
(2)已知α∈[0,π),在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 (t为参数);在以坐标原点O为极点,x轴的正半轴为极轴的极坐标系中,直线l2的极坐标方程是ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ ).
(Ⅰ)求证:l1⊥l2
(Ⅱ)设点A的极坐标为(2, ),P为直线l1 , l2的交点,求|OP| |AP|的最大值.
【答案】解:(Ⅰ)证明:直线l1的参数方程为 (t为参数); 消去参数t可得:直线l1的普通方程为:xsinα﹣ycosα=0.
又直线l2的极坐标方程是ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ ).展开为ρcosθcosα+ρsinθsinα=2sin(α+ ).
即直线l2的直角坐标方程为:xcosα+ysinα﹣2sin(α+ )=0.
因为sinαcosα+(﹣cosα)sinα=0,
根据两直线垂直的条件可知,l1⊥l2 .
(Ⅱ)当ρ=2, 时,ρcos(θ﹣α)=2cos =2sin(α+ ).
所以点A(2, ),在直线ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ )上.
设点P到直线OA的距离为d,由l1⊥l2可知,d的最大值为 =1.
于是|OP| |AP|=d |OA|=2d≤2
所以|OP| |AP|的最大值为2
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(Ⅰ)直线l1的参数方程为 (t为参数);消去参数t可得:直线l1的普通方程.又直线l2的极坐标方程是ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ ).展开为ρcosθcosα+ρsinθsinα=2sin(α+ ).利用互化公式可得直线l2的直角坐标方程,根据两直线垂直的条件即可证明:l1⊥l2 . (Ⅱ)当ρ=2, 时,满足方程ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ ).可得点A(2, ),在直线ρcos(θ﹣α)=2sin(α+ )上.设点P到直线OA的距离为d,由l1⊥l2可知,d的最大值为 =1.即可得出|OP| |AP|=d |OA|=2d最大值.
真题精析
一、单选题
1.(2014 北京)曲线 (θ为参数)的对称中心( )
A. 在直线y=2x上 B. 在直线y=﹣2x上
C. 在直线y=x﹣1上 D. 在直线y=x+1上
【答案】B
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】解:曲线 (θ为参数)表示圆,圆心为(﹣1,2),在直线y=﹣2x上,
故选:B.
【分析】曲线 (θ为参数)表示圆,对称中心为圆心,可得结论.
2.(2014 安徽)以平面直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴,建立极坐标系,两种坐标系中取相同的长度单位.已知直线l的参数方程是 (t为参数),圆C的极坐标方程是ρ=4cosθ,则直线l被圆C截得的弦长为( )
A. B. 2 C. D. 2
【答案】D
【考点】直线与圆的位置关系,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:直线l的参数方程是 (t为参数),化为普通方程为 x﹣y﹣4=0;
圆C的极坐标方程是ρ=4cosθ,即ρ2=4ρcosθ,化为直角坐标方程为x2+y2=4x,
即 (x﹣2)2+y2=4,表示以(2,0)为圆心、半径r等于2的圆.
弦心距d= = <r,∴弦长为2 =2 =2 ,
故选:D.
【分析】先求出直线和圆的直角坐标方程,求出半径和弦心距,再利用弦长公式求得弦长.
二、填空题
3.(2014 重庆)已知直线l的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0(ρ≥0,0≤θ<2π),则直线l与曲线C的公共点的极径ρ=________.
【答案】
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:直线l的参数方程为 ,普通方程为y=x+1,
曲线C的极坐标方程为ρsin2θ﹣4cosθ=0的直角坐标方程为y2=4x,
直线l与曲线C联立可得(x﹣1)2=0,
∴x=1,y=2,
∴直线l与曲线C的公共点的极径ρ= = .
故答案为: .
【分析】直线l的参数方程化为普通方程、曲线C的极坐标方程化为直角坐标方程,联立求出公共点的坐标,即可求出极径.
4.(2013 江西)(坐标系与参数方程选做题)
设曲线C的参数方程为 (t为参数),若以直角坐标系的原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,则曲线C的极坐标方程为________.
【答案】ρcos2θ﹣sinθ=0
【考点】简单曲线的极坐标方程,抛物线的参数方程
【解析】【解答】解:由 (t为参数),得y=x2 ,
令x=ρcosθ,y=ρsinθ,
代入并整理得ρcos2θ﹣sinθ=0.
即曲线C的极坐标方程是ρcos2θ﹣sinθ=0.
故答案为:ρcos2θ﹣sinθ=0.
【分析】先求出曲线C的普通方程,再利用x=ρcosθ,y=ρsinθ代换求得极坐标方程.
5.(2014 湖南)在平面直角坐标系中,O为原点,A(﹣1,0),B(0, ),C(3,0),动点D满足| |=1,则| + + |的最大值是________.
【答案】+1
【考点】向量在几何中的应用,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),
则| + + |≤| + + |+| |= +1.
∴| + + |的最大值是 +1,
故答案为: +1.
【分析】由题意可得,点D在以C(3,0)为圆心的单位圆上,设点D的坐标为(3+cosθ,sinθ),求得| + + |≤| + + |+| |,可得| + + |的最大值.
6.(2014 湖南)在平面直角坐标系中,倾斜角为 的直线l与曲线C: ,(α为参数)交于A,B两点,且|AB|=2,以坐标原点O为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,则直线l的极坐标方程是________. 21世纪教育网版权所有
【答案】ρ(cosθ﹣sinθ)=1
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:设倾斜角为 的直线l的方程为y=x+b,
曲线C: (α为参数),即 (x﹣2)2+(y﹣1)2=1,表示以(2,1)为圆心、半径等于1的圆.
由于弦长|AB|=2,正好等于直径,故圆心(2,1)在直线l上,故有1=2+b,解得b=﹣1,
故直线l的方程为 y=x﹣1,即x﹣y﹣1=0.
再根据极坐标与直角坐标的互化公式可得ρcosθ﹣ρsinθ﹣1=0,即ρ(cosθ﹣sinθ)=1
故答案为:ρ(cosθ﹣sinθ)=1.
【分析】由题意可得直线l的方程为y=x+b,曲线方程化为直角坐标,表示一个圆,由于弦长正好等于直径,可得圆心(2,1)在直线l上,由此求得b的值,可得直线的方程.
7.(2014 湖北)已知曲线C1的参数方程是 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程是ρ=2,则C1与C2交点的直角坐标为________. www.21-cn-jy.com
【答案】( ,1)
【考点】点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:把曲线C1的参数方程是 (t为参数),
消去参数化为直角坐标方程为x2=3y2 (x≥0,y≥0),即 y= x (x≥0).
曲线C2的极坐标方程是ρ=2,化为直角坐标方程为x2+y2=4.
解方程组 ,再结合x>0、y>0,求得 ,∴C1与C2交点的直角坐标为( ,1),
故答案为:( ,1).
【分析】把参数方程、极坐标方程化为直角坐标方程,再把两曲线的方程联立方程组求得 C1与C2交点的直角坐标.
8.(2013 重庆)在直角坐标系xOy中,以原点O为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系.若极坐标方程为ρcosθ=4的直线与曲线 (t为参数)相交于A,B两点,则|AB|=________.
【答案】16
【考点】两点间的距离公式,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:将直线极坐标方程ρcosθ=4化成直角坐标方程为x=4,代入曲线 (t为参数)中得A,B两点的直角坐标为(4,8),(4,﹣8),
则|AB|=16.
故答案为:16.
【分析】先将直线极坐标方程ρcosθ=4化成直角坐标方程,再代入曲线 (t为参数)中得A,B两点的直角坐标,最后利用两点间的距离公式即可得出|AB|.
9.(2013 陕西)(坐标系与参数方程选做题)
如图,以过原点的直线的倾斜角θ为参数,则圆x2+y2﹣x=0的参数方程为________.
【答案】 ,且
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】解:将圆方程化为(x﹣ )2+y2= ,可得半径r= ,
∴OP=2r cosθ=cosθ,
∴x=OP cosθ=cos2θ,y=OP sinθ=sinθcosθ,
则圆的参数方程为 ,θ∈R,且θ≠ .
故答案为: ,θ∈R,且θ≠
【分析】将圆的方程化为标准方程,找出圆心与半径,利用三角函数定义表示出OP,进而表示出x与y,即为圆的参数方程.
三、综合题
10.(2017 新课标Ⅲ)[选修4-4:坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 ,(t为参数),直线l2的参数方程为 ,(m为参数).设l1与l2的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.(10分)
(1)写出C的普通方程;
(2)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,M为l3与C的交点,求M的极径.
【答案】(1)解:∵直线l1的参数方程为 ,(t为参数),
∴消掉参数t得:直线l1的普通方程为:y=k(x﹣2)①;
又直线l2的参数方程为 ,(m为参数),
同理可得,直线l2的普通方程为:x=﹣2+ky②;
联立①②,消去k得:x2﹣y2=4,即C的普通方程为x2﹣y2=4;
(2)∵l3的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,
∴其普通方程为:x+y﹣ =0,
联立 得: ,
∴ρ2=x2+y2= + =5.
∴l3与C的交点M的极径为ρ= .
【考点】极坐标系,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程,直线的参数方程
【解析】【分析】解:(1.)分别消掉参数t与m可得直线l1与直线l2的普通方程为y=k(x﹣2)①与x=﹣2+ky②;联立①②,消去k可得C的普通方程为x2﹣y2=4;
(2.)将l3的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0化为普通方程:x+y﹣ =0,再与曲线C的方程联立,可得 ,即可求得l3与C的交点M的极径为ρ= .
11.(2014 新课标II)在直角坐标系xOy中,以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,半圆C的极坐标方程为ρ=2cosθ,θ∈[0, ]
(1)求C的参数方程;
(2)设点D在半圆C上,半圆C在D处的切线与直线l:y= x+2垂直,根据(1)中你得到的参数方程,求直线CD的倾斜角及D的坐标.
【答案】(1)解:由半圆C的极坐标方程为ρ=2cosθ,θ∈[0, ],即ρ2=2ρcosθ,可得C的普通方程为(x﹣1)2+y2=1(0≤y≤1).
可得C的参数方程为 (t为参数,0≤t≤π).
(2)解:设D(1+cos t,sin t),由(1)知C是以C(1,0)为圆心,1为半径的上半圆,
∵直线CD的斜率与直线l的斜率相等,∴tant= ,t= .
故D的直角坐标为 ,即( , )
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)利用 即可得出直角坐标方程,利用cos2t+sin2t=1进而得出参数方程.(2)利用半圆C在D处的切线与直线l:y= x+2垂直,则直线CD的斜率与直线l的斜率相等,即可得出直线CD的倾斜角及D的坐标.
12.(2013 辽宁)在直角坐标系xOy中以O为极点,x轴正半轴为极轴建立坐标系.圆C1 , 直线C2的极坐标方程分别为ρ=4sinθ,ρcos( )=2 .
(1)求C1与C2交点的极坐标;
(2)设P为C1的圆心,Q为C1与C2交点连线的中点,已知直线PQ的参数方程为 (t∈R为参数),求a,b的值.
【答案】(1)解:圆C1 , 直线C2的直角坐标方程分别为 x2+(y﹣2)2=4,x+y﹣4=0,
解 得 或 ,
∴C1与C2交点的极坐标为(4, ).(2 , ).
(2)解:由(1)得,P与Q点的坐标分别为(0,2),(1,3),
故直线PQ的直角坐标方程为x﹣y+2=0,
由参数方程可得y= x﹣ +1,
∴ ,
解得a=﹣1,b=2.
【考点】直线与圆的位置关系,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)先将圆C1 , 直线C2化成直角坐标方程,再联立方程组解出它们交点的直角坐标,最后化成极坐标即可;(2)由(1)得,P与Q点的坐标分别为(0,2),(1,3),从而直线PQ的直角坐标方程为x﹣y+2=0,由参数方程可得y= x﹣ +1,从而构造关于a,b的方程组,解得a,b的值.
13.(2013 新课标Ⅱ)选修4﹣﹣4;坐标系与参数方程
已知动点P,Q都在曲线C: 上,对应参数分别为β=α与β=2α(0<α<2π),M为PQ的中点.
(1)求M的轨迹的参数方程
(2)将M到坐标原点的距离d表示为α的函数,并判断M的轨迹是否过坐标原点.
【答案】(1)解:根据题意有:P(2cosα,2sinα),Q(2cos2α,2sin2α),
∵M为PQ的中点,故M(cosα+cos2α,sin2α+sinα),
∴求M的轨迹的参数方程为: (α为参数,0<α<2π).
(2)解:M到坐标原点的距离d= = (0<α<2π).
当α=π时,d=0,故M的轨迹过坐标原点.
【考点】两点间的距离公式,轨迹方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)根据题意写出P,Q两点的坐标:P(2cosα,2sinα),Q(2cos2α,2sin2α),再利用中点坐标公式得PQ的中点M的坐标,从而得出M的轨迹的参数方程;(2)利用两点间的距离公式得到M到坐标原点的距离d= = ,再验证当α=π时,d=0,故M的轨迹过坐标原点.
14.(2013 新课标Ⅰ)(选修4﹣4:坐标系与参数方程)
已知曲线C1的参数方程为 (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ.
(1)把C1的参数方程化为极坐标方程;
(2)求C1与C2交点的极坐标(ρ≥0,0≤θ<2π)
【答案】(1)解:曲线C1的参数方程式 (t为参数),
得(x﹣4)2+(y﹣5)2=25即为圆C1的普通方程,
即x2+y2﹣8x﹣10y+16=0.
将x=ρcosθ,y=ρsinθ代入上式,得.
ρ2﹣8ρcosθ﹣10ρsinθ+16=0,此即为C1的极坐标方程;
(2)解:曲线C2的极坐标方程为ρ=2sinθ化为直角坐标方程为:x2+y2﹣2y=0,
由 ,解得 或 .
∴C1与C2交点的极坐标分别为( , ),(2, ).
【考点】极坐标刻画点的位置,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)对于曲线C1利用三角函数的平方关系式sin2t+cos2t=1即可得到圆C1的普通方程;再利用极坐标与直角坐标的互化公式即可得到C1的极坐标方程;(2)先求出曲线C2的极坐标方程;再将两圆的方程联立求出其交点坐标,最后再利用极坐标与直角坐标的互化公式即可求出C1与C2交点的极坐标.
15.(2014 辽宁)将圆x2+y2=1上每一点的横坐标保持不变,纵坐标变为原来的2倍,得曲线C.
(1)写出C的参数方程;
(2)设直线l:2x+y﹣2=0与C的交点为P1 , P2 , 以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,求过线段P1P2的中点且与l垂直的直线的极坐标方程.
【答案】(1)解:在曲线C上任意取一点(x,y),由题意可得点(x, )在圆x2+y2=1上,
∴x2+ =1,即曲线C的方程为 x2+ =1,化为参数方程为 (0≤θ<2π,θ为参数).
(2)解:由 ,可得 , ,不妨设P1(1,0)、P2(0,2),
则线段P1P2的中点坐标为( ,1),
再根据与l垂直的直线的斜率为 ,故所求的直线的方程为y﹣1= (x﹣ ),即x﹣2y+ =0.
再根据x=ρcosα、y=ρsinα 可得所求的直线的极坐标方程为ρcosα﹣2ρsinα+ =0,
即 ρ= 21cnjy.com
【考点】点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)在曲线C上任意取一点(x,y),再根据点(x, )在圆x2+y2=1上,求出C的方程,化为参数方程.(2)解方程组求得P1、P2的坐标,可得线段P1P2的中点坐标.再根据与l垂直的直线的斜率为 ,用点斜式求得所求的直线的方程,再根据x=ρcosα、y=ρsinα 可得所求的直线的极坐标方程.
16.(2014 新课标I)已知曲线C: + =1,直线l: (t为参数)
(1)写出曲线C的参数方程,直线l的普通方程.
(2)过曲线C上任意一点P作与l夹角为30°的直线,交l于点A,求|PA|的最大值与最小值.
【答案】(1)解:对于曲线C: + =1,可令x=2cosθ、y=3sinθ,
故曲线C的参数方程为 ,(θ为参数).
对于直线l: ,
由①得:t=x﹣2,代入②并整理得:2x+y﹣6=0;
(2)解:设曲线C上任意一点P(2cosθ,3sinθ).
P到直线l的距离为 .
则 ,其中α为锐角.
当sin(θ+α)=﹣1时,|PA|取得最大值,最大值为 .
当sin(θ+α)=1时,|PA|取得最小值,最小值为 .
【考点】直线与圆锥曲线的关系,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)联想三角函数的平方关系可取x=2cosθ、y=3sinθ得曲线C的参数方程,直接消掉参数t得直线l的普通方程;(2)设曲线C上任意一点P(2cosθ,3sinθ).由点到直线的距离公式得到P到直线l的距离,除以sin30°进一步得到|PA|,化积后由三角函数的范围求得|PA|的最大值与最小值.
17.(2014 福建)已知直线l的参数方程为 (t为参数),圆C的参数方程为 (θ为常数).
(1)求直线l和圆C的普通方程;
(2)若直线l与圆C有公共点,求实数a的取值范围.
【答案】(1)解:直线l的参数方程为 ,消去t可得2x﹣y﹣2a=0;
圆C的参数方程为 ,两式平方相加可得x2+y2=16
(2)解:圆心C(0,0),半径r=4.
由点到直线的距离公式可得圆心C(0,0)到直线L的距离d= .
∵直线L与圆C有公共点,∴d≤4,即 ≤4,解得﹣2 ≤a≤2
【考点】直线的参数方程,圆的参数方程
【解析】【分析】(1)消去参数,把直线与圆的参数方程化为普通方程;(2)求出圆心到直线的距离d,再根据直线l与圆C有公共点 d≤r即可求出.【版权所有:21教育】
18.(2017 新课标Ⅲ)在直角坐标系xOy中,直线l1的参数方程为 ,(t为参数),直线l2的参数方程为 ,(m为参数).设l1与l2的交点为P,当k变化时,P的轨迹为曲线C.
(Ⅰ)写出C的普通方程;
(Ⅱ)以坐标原点为极点,x轴正半轴为极轴建立极坐标系,设l3:ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,M为l3与C的交点,求M的极径.
【答案】解:(Ⅰ)∵直线l1的参数方程为 ,(t为参数),
∴消掉参数t得:直线l1的普通方程为:y=k(x﹣2)①;
又直线l2的参数方程为 ,(m为参数),
同理可得,直线l2的普通方程为:x=﹣2+ky②;
联立①②,消去k得:x2﹣y2=4,即C的普通方程为x2﹣y2=4;
(Ⅱ)∵l3的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0,
∴其普通方程为:x+y﹣ =0,
联立 得: ,
∴ρ2=x2+y2= + =5.
∴l3与C的交点M的极径为ρ= .
【考点】极坐标系,点的极坐标和直角坐标的互化,参数方程化成普通方程,直线的参数方程
【解析】【分析】解:(Ⅰ)分别消掉参数t与m可得直线l1与直线l2的普通方程为y=k(x﹣2)①与x=﹣2+ky②;联立①②,消去k可得C的普通方程为x2﹣y2=4;
(Ⅱ)将l3的极坐标方程为ρ(cosθ+sinθ)﹣ =0化为普通方程:x+y﹣ =0,再与曲线C的方程联立,可得 ,即可求得l3与C的交点M的极径为ρ= .
19.(2017 江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为 (t为参数),曲线C的参数方程为 (s为参数).设P为曲线C上的动点,求点P到直线l的距离的最小值.
【答案】解:直线l的直角坐标方程为x﹣2y+8=0,
∴P到直线l的距离d= = ,
∴当s= 时,d取得最小值 = .
【考点】二次函数在闭区间上的最值,点到直线的距离公式,参数方程化成普通方程,函数最值的应用
【解析】【分析】求出直线l的直角坐标方程,代入距离公式化简得出距离d关于参数s的函数,从而得出最短距离.
20.(2017 新课标Ⅰ卷)[选修4-4 , 坐标系与参数方程]
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (θ为参数),直线l的参数方程为 (t为参数).(10分)
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若C上的点到l距离的最大值为 ,求a.
【答案】(1)解:曲线C的参数方程为 (θ为参数),化为标准方程是: +y2=1;
a=﹣1时,直线l的参数方程化为一般方程是:x+4y﹣3=0;
联立方程 ,
解得 或 ,
所以椭圆C和直线l的交点为(3,0)和(﹣ , ).
(2)l的参数方程 (t为参数)化为一般方程是:x+4y﹣a﹣4=0,
椭圆C上的任一点P可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),
所以点P到直线l的距离d为:
d= = ,φ满足tanφ= ,
又d的最大值dmax= ,
所以|5sin(θ+φ)﹣a﹣4|的最大值为17,
得:5﹣a﹣4=17或﹣5﹣a﹣4=﹣17,
即a=﹣16或a=8.
【考点】三角函数中的恒等变换应用,点到直线的距离公式,直线与圆锥曲线的关系,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1.)将曲线C的参数方程化为标准方程,直线l的参数方程化为一般方程,联立两方程可以求得焦点坐标;
(2.)曲线C上的点可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),运用点到直线距离公式可以表示出P到直线l的距离,再结合距离最大值为 进行分析,可以求出a的值.
21.(2017 新课标Ⅰ卷)[选修4-4:坐标系与参数方程选讲]
在直角坐标系xOy中,曲线C的参数方程为 (θ为参数),直线l的参数方程为 (t为参数).(10分)
(1)若a=﹣1,求C与l的交点坐标;
(2)若C上的点到l距离的最大值为 ,求a.
【答案】(1)解:曲线C的参数方程为 (θ为参数),化为标准方程是: +y2=1;
a=﹣1时,直线l的参数方程化为一般方程是:x+4y﹣3=0;
联立方程 ,
解得 或 ,
所以椭圆C和直线l的交点为(3,0)和(﹣ , ).
(2)l的参数方程 (t为参数)化为一般方程是:x+4y﹣a﹣4=0,
椭圆C上的任一点P可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),
所以点P到直线l的距离d为:
d= = ,φ满足tanφ= ,
又d的最大值dmax= ,
所以|5sin(θ+φ)﹣a﹣4|的最大值为17,
得:5﹣a﹣4=17或﹣5﹣a﹣4=﹣17,
即a=﹣16或a=8.
【考点】三角函数的最值,直线和圆的方程的应用,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1.)将曲线C的参数方程化为标准方程,直线l的参数方程化为一般方程,联立两方程可以求得交点坐标;
(2.)曲线C上的点可以表示成P(3cosθ,sinθ),θ∈[0,2π),运用点到直线距离公式可以表示出P到直线l的距离,再结合距离最大值为 进行分析,可以求出a的值.
22.(2014 江苏)在平面直角坐标系xOy中,已知直线l的参数方程为 (t为参数),直线l与抛物线y2=4x相交于A,B两点,求线段AB的长.
【答案】解:直线l的参数方程为 ,化为普通方程为x+y=3,
与抛物线y2=4x联立,可得x2﹣10x+9=0,
∴交点A(1,2),B(9,﹣6),
∴|AB|= =8
【考点】直线的参数方程
【解析】【分析】直线l的参数方程化为普通方程,与抛物线y2=4x联立,求出A,B的坐标,即可求线段AB的长.
模拟题精练
一、单选题
1.已知圆的参数方程为(θ为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,直线的极坐标方程为,则直线与圆的位置关系是( )
A. 相切 B. 相离 C. 直线过圆心 D. 相交但直线不过圆心
【答案】D
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】圆的参数方程 (θ为参数),
∴圆的普通方程为
直线的极坐标方程为,
∴直线的普通方程为
而∴直线与圆的位置关系是相交但直线不过圆心,故选D
【分析】本题主要考查了极坐标方程,解决问题的关键是先利用将圆的参数方程化成圆的普通方程,然后利用利用,,将直线的极坐标方程化成普通方程,最后计算圆心到直线的距离与半径进行比较即可判定位置关系.
2.直线y=2x+1的参数方程是( )
A. (t为参数) B. (t为参数)
C. (t为参数) D. (θ为参数)
【答案】B
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:∵y=2x+1,∴y+1=2(x+1),令x+1=t,则y+1=2t,可得 ,即为直线y=2x+1的参数方程. 故选:B.
【分析】由已知y=2x=1,可化为点斜式方程:y+1=2(x+1),令x+1=t,则y+1=2t,即可化为直线的参数方程.21·cn·jy·com
3.若直线L的参数方程为(t为参数),则直线L的倾斜角的余弦值为( )
A. B. C. D. 2·1·c·n·j·y
【答案】C
【考点】同角三角函数间的基本关系,直线的倾斜角,直线的斜率,直线的参数方程
【解析】【分析】由直线的参数方程消去参数得直线的斜截式方程为:,
设直线的倾斜角为, 则, ,
又, 所以,, ,
由知, 所以,, 故选C.
4.参数方程(t为参数)表示什么曲线( )
A. 一个圆 B. 一个半圆 C. 一条射线 D. 一条直线21*cnjy*
【答案】C
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:∵参数方程(t为参数),
消去参数t,化为普通方程是
2(x﹣1)+(y﹣1)=0(x≥1),
即2x+y﹣3=0(x≥1);
它表示端点为(1,1)的一条射线.
故选:C.
【分析】消去参数t,把参数方程化为普通方程,即得该曲线表示的是什么图形.
5.在平面直角坐标系xOy中,圆C的参数方程为时,(θ为参数).以坐标原点为极点,x轴的非负半轴为极轴建立极坐标系,直线l的极坐标方程为ρsin(θ﹣)=. 若直线l与圆C相切,则实数a的取值个数为( ) 【来源:21cnj*y.co*m】
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】C
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】解:圆C的参数方程为, 普通方程为(x﹣a)2+y2=1
ρsin(θ﹣)=的直角坐标方程为x﹣y+1=0,
因为直线l与圆C相切,所以,
所以a=﹣1±,
故选:C.
【分析】直接利用极坐标与直角坐标的互化关系,极坐标方程为直角坐标方程;化参数方程为普通方程,利用圆心到直线的距离等于半径,即可得出结论.
6.过点(0,2)且与直线(t为参数)互相垂直的直线方程为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:把直线(t为参数)消去参数,化为普通方程为 y=x+1﹣2,
故已知直线的斜率为, 故所求直线的斜率为﹣, 倾斜角为,
故要求的直线的参数方程为 (t为参数),
故选:B.
【分析】把直线(t为参数)消去参数,化为普通方程,可得已知直线的斜率为, 故所求直线的斜率为﹣, 倾斜角为, 从而求得要求的直线的参数方程.
7.设曲线C的参数方程为(θ为参数),直线l的方程为x+y+1=0,则曲线C上到直线l距离为的点的个数为( ) 21教育
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:曲线C的参数方程为(θ为参数),
化为普通方程为圆(x+1)2+(y+2)2=8,
圆心为(﹣1,﹣2),半径为2,
圆心到直线x+y+1=0的距离为d==,
故由图形可知曲线C上到直线l距离为的点的个数为3.
故选C.
【分析】将曲线C化为普通方程,得到圆(x+1)2+(y+2)2=8,圆心为(﹣1,﹣2),半径为2, 求出圆心到直线的距离,由图象即可得到答案.
8.直线的参数方程可以是 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】根据题意,由于直线, 则可知斜率为2,那么通过,消去参数t,可知选项A中,x, 选项B,y=2x+3,选项D, ,可知范围不成立,故可知答案为C.
【分析】主要是考查了参数方程的求解,属于基础题。
9.已知直线和圆的极坐标方程分别为 和 ,则直线与圆的位置关系是( )
A. 相切 B. 相交且直线过圆心
C. 相交但直线不过圆心 D. 相离
【答案】C
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】直角坐标系中,直线和圆的方程分别为 和 ,即 ,从而圆心 到直线 的距离 ,所以直线与圆相交。因为圆心 不在直线 上,所以选C
【分析】本题主要考查了圆的极坐标方程,解决问题的关键是根据所给极坐标方程化为普通方程,利用几何关系分析计算即可
10.直线y=2x+1的参数方程是( )。
A. (t为参数)
B. (t为参数)
C. (t为参数)
D. (t为参数)
【答案】C
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】∵y=2x+1,∴y+1=2(x+1),令x+1=t,则y+1=2t,可得(t为参数),即为直线y=2x+1的参数方程.故选C.
【分析】简单题,将直线的普通方程化为参数方程,其关键是把直线的普通方程写成点斜式方程。
11.若直线的参数方程为 (t为参数),则直线的倾斜角为( )
A. 30° B. 60° C. 120° D. 150°
【答案】C
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:直线的普通方程为 x+y﹣3﹣ =0.
∴直线的斜率k=﹣ ,
∴直线的倾斜角为120°.
故选C.
【分析】求出直线的普通方程得出直线的斜率,从而求得直线的倾斜角.
12.参数方程(t为参数)所表示的曲线是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【考点】圆的参数方程
【解析】【解答】解:∵, ∴x与y同号(t=±1除外),
将代入消掉参数t得:x2+y2=1(xy≥0,x≠0);
故选D.
【分析】根据可知x与y同号(t=±1除外),将代入消掉参数t后即可判断.【出处:21教育名师】
二、填空题
13.直线 (t为参数)的倾斜角的大小为________.
【答案】
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解: (t为参数)化参数方程为普通方程,两方程相加可得x+y=2, 则直线的斜率为﹣1,
故倾斜角为 .
故答案为: .
【分析】化参数方程为普通方程,求出斜率,即可求得倾斜角.
14.曲线C: (θ为参数)上的点到其焦点的距离的最小值________.
【答案】3
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:曲线C: (θ为参数),化为普通方程为: , ∴a=3,b=2,c= ,
曲线C: 上的点到其焦点的距离的最小值为:a﹣c=3 .
故答案为:3 .
【分析】通过椭圆的参数方程,化为普通方程,利用椭圆的性质求解即可.
15.在平面直角坐标系中,若直线l1:(s为参数)和直线l2:(t为参数)平行,则常数a的值为________
【答案】4
【考点】直线的参数方程
【解析】【解答】解:直线l1的参数方程为(s为参数),消去s得普通方程为x﹣2y﹣1=0,
直线l2的参数方程为(t为参数),消去t得普通方程为2x﹣ay﹣a=0,
x﹣2y﹣1=0的斜率为k1=,
2x﹣ay﹣a=0的斜率k2=,
∵l1∥l2 ,
∴=, 解得:a=4.
验证a=4时两直线在y轴上的截距不等.
故答案为:4.
【分析】化两直线的参数方程为普通方程,求出它们的斜率,由斜率相等验证截距不等得答案.
16.已知曲线 ,θ∈[0,2π)上一点P(x,y)到定点M(a,0),(a>0)的最小距离为 ,则a=________.
【答案】或
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【解答】解:由丨PM丨2=(2cosθ﹣a)2+sin2θ=3cos2θ﹣4acosθ+1+a2 , 设cosθ=t,t∈[﹣1,1],设f(t)=3t2﹣4at+1+a2 , t∈[﹣1,1],
由二次函数的性质,对称轴t= ,由0< <1时,0<a< ,
则当t= 时,取最小值为:1﹣ ,则1﹣ = ,解得:a=± ,
由0<a< ,则a= ,
当 >1时,即a> ,则f(t)在[﹣1,1],单调递减,
则当t=1时取最小值,最小值为:a2+4﹣4a,
∴a2+4﹣4a= ,整理得:16a2﹣64a+55=0,解得:a= 或a= ,
由a> ,则a= ,
综上可知:a的值为: 或 ,
故答案为: 或 .
【分析】根据两点之间的距离公式,表示表示出丨PM丨2 , 利用换元法及二次函数的性质,即可求得a的值.
三、综合题
17.在直角坐标系中 中,已知曲线 经过点 ,其参数方程为 ( 为参数),以原点 为极点, 轴的正半轴为极轴建立极坐标系.
(1)求曲线 的极坐标方程;
(2)若直线 交 于点 ,且 ,求证: 为定值,并求出这个定值.
【答案】(1)解:将点 代入曲线 的方程: ,
解得 ,
所以曲线 的普通方程为 ,
极坐标方程为 ,
(2)不妨设点 的极坐标分别为 ,
则 ,
即 ,
∴ ,
即 ,
所以 为定值 .
【考点】参数方程的概念,参数方程化成普通方程,椭圆的参数方程
【解析】【分析】(1)根据参数方程求出普通方程,然后根据普通方程求出极坐标方程;(2)用极坐标表示出A,B,将两个点代入方程即可。【来源:21·世纪·教育·网】
18.在直角坐标系xOy中,设倾斜角为α的直线l的参数方程为 (t为参数)与曲线C: (θ为参数)相交于不同的两点A,B.
(1)若 ,求线段AB的中点的直角坐标;
(2)若直线l的斜率为2,且过已知点P(3,0),求|PA| |PB|的值.
【答案】(1)解:由曲线: (θ为参数),可得C的普通方程是x2﹣y2=1 当 时,直线l的参数方程为 (t为参数),
代入曲线C的普通方程,得t2﹣6t﹣16=0,
则线段AB的中点对应的t=3,
故线段AB的中点的直角坐标为( )
(2)解:将直线l的参数方程代入曲线C的普通方程,化简得(cos2α﹣sin2α)tx2+6cosαt+8=0, 则|PA| |PB|=| |=| |=
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)若 ,直线l的参数方程为 (t为参数),代入曲线C的普通方程,得t2﹣6t﹣16=0,求出线段AB的中点对应的t=3,即可求线段AB的中点的直角坐标;(2)若直线l的斜率为2,且过已知点P(3,0),利用参数的几何意义求|PA| |PB|的值.
19.已知曲线M的参数方程为 (α为参数),曲线N的极方程为ρsin(θ+ )=8.
(1)分别求曲线M和曲线N的普通方程;
(2)若点A∈M,B∈N,求|AB|的最小值.
【答案】(1)解:曲线M的普通方程为x2+(y﹣2)2=4, 由ρsin(θ+ )=8有 ρsinθ+ ρcosθ=8,
∴曲线N的普通方程为
(2)解:圆M的圆心M(0,2),半径为r=2,点M到直线N的距离为d= =7, 故|AB|的最小值为d﹣r=5
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)利用参数方程与普通方程、极坐标方程与直角坐标方程互化方法分别求曲线M和曲线N的普通方程;(2)若点A∈M,B∈N,求出点M到直线N的距离,即可求|AB|的最小值.
20.在直角坐标系xoy中,直l线l的参数方程为 (t为参数).在极坐标系(与直角坐标系xoy取相同的长度单位,且以原点O为极点,以x轴正半轴为极轴)中,圆C的方程为ρ=10cosθ.
(1)求圆C的直角坐标方程;
(2)设圆C与直线l交于点A、B,若点P的坐标为(2,6),求|PA|+|PB|.
【答案】(1)解:由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ, ∴直角坐标方程为:x2+y2=10x,配方为:(x﹣5)2+y2=25
(2)解:将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为 =0, 由于△= ﹣4×20=82>0,可设t1 , t2是上述方程的两个实根.
∴t1+t2=﹣ ,t1t2=20,又直线l过点P(2,6),
可得:|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)=9
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)由ρ=10cosθ得ρ2=10ρcosθ,把 代入即可得出.(2)将l的参数方程代入圆C的直角坐标方程,化为 =0,可设t1 , t2是上述方程的两个实根.利用|PA|+|PB|=|t1|+|t2|=﹣(t1+t2)即可得出.
21.已知直线l: (t为参数),以坐标原点为极点,x轴的正半轴为极轴建立极坐标系,曲线C的极坐标方程为ρ=2.
(1)若点M的直角坐标为(2, ),直线l与曲线C交于A、B两点,求|MA|+|MB|的值;
(2)设曲线C经过伸缩变换 得到曲线C′,求曲线C′的内接矩形周长的最大值.
【答案】(1)解:曲线C的极坐标方程为ρ=2,则曲线C的直角坐标方程为:x2+y2=4,
直线l: ,转化成普通方程为:y﹣ x+ =0,
设A,B两点对应的参数分别为t1 , t2 ,
将直线l的参数方程带入圆的直角坐标方程x2+y2=4,
整理得:t2+5t+3=0,
∴t1+t2=﹣5,t1 t2=3,
|MA|+|MB|=|t1|+|t2|=|t1﹣t2|= = ,
(2)解: 代入曲线C的方程得: ,
设曲线C′的内接矩形周长为P,曲线C′的内接矩形的第一象限内的顶点为N(x′,y′)(0<x<2 ,0<y<2),
x′2+3y′2=3,x′= ,
P=4x′+4y′=4 ,+4y′,
令f(y)=4 ,+4y′,
f′(y)= +4,
令f′(y′)=0得y=1,
当0<y′<1时,f′(y′)>0,当1<y<1时,f′(y′)<0.
∴当y′=1时,f(y′)取得最大值16.
曲线C′的内接矩形周长的最大值16
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)求得曲线C的直角坐标方程,把直线l代入圆的直角坐标方程,化简后利用韦达定理可求t1+t2 , t1t2的值,由|MA|+|MB|=|t1﹣t2|= ,即可求得|MA|+|MB|的值;(2)设矩形的顶点坐标为(x′,y′),则根据x′,y′的关系消元得出P关于x(或y)的函数,利用导数,求出此函数的最大值.
22.在平面直角坐标系xOy中,曲线C的方程为y=3+ .
(1)写出曲线C的一个参数方程;
(2)在曲线C上取一点P,过点P作x轴,y轴的垂线,垂足分别为A,B,求矩形OAPB的周长的取值范围.
【答案】(1)解:曲线C的方程为y=3+ . 化简可得:(y﹣3)2=﹣x2+8x﹣15,(y≥3,3≤x≤5)
即:x2+y2﹣8x﹣6y+24=0,
可知圆心为(4,3),半径r=1,
曲线C的一个参数方程为: (θ为参数)
(2)解:由(1)可知曲线C圆心为(4,3),半径r=1,(y≥3,3≤x≤5)的半圆. 设一点P的参数坐标为(4+cosθ,3+sinθ)(0≤θ≤π),
过点P作x轴,y轴的垂线,垂足分别为A,B,
∴|PA|=3+sinθ,|PB|=4+cosθ
∴矩形OAPB的周长l=2|PA|+2|PB|=2|3+sinθ+4+cosθ|=2[7+ sin( )],(0≤θ≤π)
当θ= 时,周长l最大为14+2 .
当θ=π时,周长l最小为12.
故得矩形OAPB的周长的取值范围是[12, ]
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)采用平方法,化简曲线C,根据x=ρcosθ,y=ρsinθ即可得曲线C的一个参数方程;(2)由(1)可知曲线C,曲线C上取一点P的参数坐标,利用三角函数的有界限求解矩形OAPB的周长的取值范围
23.在直角坐标系xoy中,已知曲线C1: (θ为参数).以原点O为极点,以x轴的非负半轴为极轴,与直角坐标系xoy取相同的单位长度,建立极坐标系.已知直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ﹣sinθ)=6.
(1)将曲线C1上的所有点的横坐标,纵坐标分别伸长为原来的 ,2倍后得到曲线C2 , 试写出曲线C2的参数方程和直线l的直角坐标方程;
(2)求曲线C2上求一点P,使P到直线l的距离最大,并求出此最大值.
【答案】(1)解:由直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ﹣sinθ)=6,利用互化公式可得直角坐标方程:2x﹣y﹣6=0. 曲线C1: (θ为参数),利用平方关系可得普通方程:x2+y2=1.
将曲线C1上的所有点的横坐标,纵坐标分别伸长为原来的 ,2倍后得到曲线C2 , 可得: =1,
∴曲线C2的参数方程为 (θ为参数)
(2)解:设点P , 则P到直线l的距离d= = ≤ =2 ,当且仅当 =﹣1时取等号,取θ= .
∴P 到直线l的距离最大值为2 21·世纪*教育网
【考点】参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)由直线l的极坐标方程为ρ(2cosθ﹣sinθ)=6,利用互化公式可得直角坐标方程.曲线C1: (θ为参数),利用平方关系可得普通方程.将曲线C1上的所有点的横坐标,纵坐标分别伸长为原来的 ,2倍后得到曲线C2 , 可得: =1,利用平方关系可得参数方程.(2)设点P ,则P到直线l的距离d= ,利用三角函数的单调性值域即可得出最大值.
24.已知极点与直角坐标系的原点重合,极轴与x轴的正半轴重合,圆C的极坐标方程是ρ=asinθ,直线l的参数方程是 (t为参数)
(1)若a=2,直线l与x轴的交点是M,N是圆C上一动点,求|MN|的最大值;
(2)直线l被圆C截得的弦长等于圆C的半径的 倍,求a的值.
【答案】(1)解:当a=2时,圆C的直角坐标方程为x2+y2=2y,即x2+(y﹣1)2=1.∴圆C的圆心坐标为C(0,1),半径r=1.
令y= =0得t=0,把t=0代入x=﹣ 得x=2.∴M(2,0).
∴|MC|= = .∴|MN|的最大值为|MC|+r=
(2)解:由ρ=asinθ得ρ2=aρsinθ,∴圆C的直角坐标方程是x2+y2=ay,即x2+(y﹣ )2= .
∴圆C的圆心为C(0, ),半径为| |,
直线l的普通方程为4x+3y﹣8=0.
∵直线l被圆C截得的弦长等于圆C的半径的 倍,
∴圆心C到直线l的距离为圆C半径的一半.
∴ =| |,解得a=32或a= www-2-1-cnjy-com
【考点】简单曲线的极坐标方程,参数方程化成普通方程
【解析】【分析】(1)求出圆C的圆心和半径,M点坐标,则|MN|的最大值为|MC|+r;(2)由垂径定理可知圆心到直线l的距离为半径的 ,列出方程解出.
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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